浅析预应力管桩与预制方桩的比较

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　　摘要:本文对预应力管桩的优点和施工方法进行分析，并应用工程实例对预应力管桩和预制方桩进行比较，阐明了预应力管桩在经济、工期和工程适应方面，都比预制方桩更有优势，值得推广。
　　 关键词:PHC预制管桩预制方桩应用实例经济效益
　　Abstract: in this paper, the advantages of prestressed pipe pile and construction method is analyzed, and an example of application engineering and precast prestressed pipe pile compared the piles, illustrates prestressed pipe pile in economy, time limit and engineering to adapt to, prefabricated than the piles have more advantages, is worthy to be popularized.
　　Keywords: PHC pipe pile prefabricated prefabricated party application example economic benefits
　　
　　 中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
　　
　　 众所周知，工程桩基础作为建筑物的一个重要组成部分，肩负着保证建筑物安全、稳固的使命。以往，预制方桩由于质量直观一直作为工程桩特别是高层建筑桩基的首选桩型之一。然而近一年金山地区建筑市场上出现一个新宠，并有很快替代预制方桩之势，它就是PHC预应力管桩。
　　一、PHC桩概述预应力高强度混凝土管桩代号为PHC (简称PHC 管桩)。是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、180℃ 左右的蒸汽养护，制成一种空心圆筒型混疑土预制构件，标准节长为10m ，直径从300mm～800mm ，混凝土强度等级≥C80。
　　 PHC桩是近年来我国引进日本、美国等发达国家的先进生产技术而研究开发的一种新型予制桩。该产品按照国标GB13476-92《先张法予应力混凝土管桩》设计制造。它具有：产品工厂流水线生产，质量稳定可靠；桩身混凝土强度高，耐锤打性好，贯穿能力强；单桩承载力高，单桩承载力价格便宜；对不同地质条件和不同沉桩工艺适应性强；运输吊装轻便，施工速度快，工期短，施工现场简洁文明以及成桩质量监测方便等一系列优点，是我国目前各种预制方桩理想的更新换代产品，受到越来越多业主和设计人员的欢迎。二、PHC管桩优点 （一）单桩承载力高由于PHC 管桩桩身混凝土强度高，可打入密实的砂层和强风化岩层，由于挤压作用，桩端承载力可比原状土质提高70% ～80% ，桩侧摩阻力提高20%～40% 。因此，PHC 管桩承载力设计值要比同样直径的沉管灌注桩、钻孔灌注桩和人工挖孔桩高。 （二）应用范围广PHC 管桩是由侧阻力和端阻力共同承受上部荷载，可选择强风化岩层，全风化岩层，坚硬的粘土层或密实的砂层(或卵石层)等多种土质作为持力层，且对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，因此适应地域广，建筑类型多。广泛应用于60 层以下的多种高层建筑。 （三)沉桩质量可靠PHC 管桩是工厂化、专业化、标准化生产，桩身质量可靠;运输吊装方便，接桩快捷; 机械化施工程度高，操作简单，易控制;在承载力，抗弯性能、抗拨性能上均易得到保证(四）工程造价最便宜直接成本通过对多项工程实例的总结和分析，PHC 管桩的单位承载力造价在诸多桩型中是较便宜的一种。不同桩型主要指标比较见下表：
　　
　　
　　 间接经济效益
　　 评价PHC 管桩的经济效益，不仅看造价，还要看工期。对于工期的价值，在以往计划经济时代，人们对它并不看重，但在当今商品经济发展的时代，“时间就是金钱，工期就是效益”已成为人们的共识，对于贷款投资的人感触尤深。PHC 管桩施工速度快、工效高、工期短，提前竣工投产，将产生巨大的社会效益和经济价值。PHC 管桩的机械化施工程度高，现场整洁，施工环境好。不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污情况，也不会出现人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象及井下作业的不安全感。容易做到文明施工，安全生产。减少安全事故，也是提高间接经济效益的有效措施。
　　三、应用实例本文通过上海华普汽车宿舍楼(6层)设计中运用PHC桩的工程实例，多方面阐述应用该新型产品的综合经济效益和社会效益。根据有关单位审批的红线图，该宿舍楼座落在两幢已建宿舍之间，新、旧楼间距紧凑，施工场地有限，同时要顾及已建宿舍内职工能安全正常使用，因此设计中基础方案的正确选用显得非常重要。
　　
　　
　　 考虑该企业对宿舍楼设计施工的具体要求，即：进度快(工期180天)结构安全经济合理、减少噪声和震动对南北已建宿舍的影响，文明施工，降低基础施工造价等多种因素，本工程选择使用PHC桩。
　　
　　四．施工方法
　　 PHC管桩施工方法主要有锤击和静压两种，目前用柴油锤、液压锤锤击法沉桩的施工工艺在我国还是占主导地位，特别在日本主要用锤击法沉桩。近几年来，随着大吨位( 10000KN ) 压桩机的问世和静压沉桩施工工艺的完善，静压法施工工艺与锤击法相比具有明显的优点，因此发展迅速，有望取代锤击法的态势。 施工质量有保证 静压法施工是通过压桩机的自重和桩架上的配重作反力将PHC管桩压人土中的一种沉桩工艺，在沉桩过程中，压桩力可直观、安全、准确地读出并自动记录下来，因而对桩承载力控制及判断精确度高; 桩身质量及沉桩长度可用直接手段进行监测，人为干扰因素少，难以弄虚作假。因此，静压法单桩承载力比锤击法可靠，沉桩质量深得业主的信赖，并大大地减轻了监理工作强度，消除了设计者的担忧。 对周边环境无影响 锤击法沉桩震动剧烈，噪音大，对周边环境影响大，这是锤击法的一大弊端。而静压法施工，无震动，无噪音，很适合在市区及其他对噪音有限制的地点施工。如在学校、医院、办公大院及住宅小区内外，精密仪器房附近区域内施工均可采用静力压桩，以使附近单位和居民的正常工作、生活环境不受噪音、震动干扰。在环保意识日益增强的现代社会，静压法施工的这一优势将会得到进一步的体现。 施工应力小 锤击法沉桩时，由于锤击力的冲击和反射，使PHC 管桩受到较大的压应力波和拉应力波，容易使桩头、桩身、接头等薄弱处产生裂纹，严重影响桩基质量。而静压法是慢而均匀的加载，无冲击和反射应力波，施工应力小且易控制。因此，采用静压法沉桩时，其PHC 管桩的配筋率和混凝土强度等级均可降低一个等级，这意味着静压法可降低PHC 管桩的制作成本。 截桩量小 静压法送桩深度比锤击法深，且送桩后桩头质量较可靠。拔起长送桩器的能力，静压桩机要比打桩机强得多。因此，基坑开挖后PHC 管桩截去量比锤击法小得多，尤其适用于有多层地下室的建筑工程。 适应性好 在某些特殊地质(如在石灰岩地区或“上软下硬，软硬突变”的地层) 条件下采用锤击法沉桩时，桩的破损率非常之高，所以在这些特殊地质条件的地区不宜采用锤击法施工，但静压法施工是将桩慢慢地压入土层中，遇到坚硬的岩面，也是慢慢地接触，直到加载至最大值，桩身一般不会被压坏。只要岩面坡度不太大，不产生桩身滑移，仍可保证沉桩质量。在实际工程中，遇到这些特殊地质条件时，采用“多桩大承台”的设计思想，配合使用改良的特殊钢桩尖，仍然可以收到较好的技术经济效益。
　　 结束语
　　 经过上面的分析，预应力管桩在经济、工期和工程适应方面，都比预制方桩更有优势。虽然预应力管桩在我国引进的时间不长，但经过近年对预应力管桩的理论研究和工程实践经验的不断积累，技术越来越成熟、完善，相信不久的将来会得到更多的认可和更大范围的应用。
　　 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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